KR101353574B1 - Metal nanostructure having belt-like shape and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비교적 작은 촉매 활성 물질의 함유량으로도 촉매 활성 물질의 넓은 표면적을 구현하여 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있는 벨트 형상을 갖는 금속 나노 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 나노 스케일의 두께와, 두께보다 큰 폭과, 폭보다 큰 길이를 갖는 벨트 형상을 띠고 있으며, 제 1 금속 및 전도성 고분자를 포함하는 금속 나노벨트; 및 상기 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제 2 금속을 포함한다.The present invention relates to a metal nanostructure having a belt shape capable of realizing a large surface area of the catalytically active material even with a relatively small amount of catalytically active material and exhibiting excellent catalytic activity, and a method of manufacturing the same.
The belt-shaped metal nanostructure has a belt shape having a nanoscale thickness, a width greater than a thickness, and a length greater than a width, the metal nanobelt including a first metal and a conductive polymer; And a second metal bonded on one or both planes of the metal nanobelt defined by the width and length.

Description

벨트 형상의 금속 나노 구조체 및 이의 제조 방법{METAL NANOSTRUCTURE HAVING BELT-LIKE SHAPE AND PREPARATION METHOD THEREOF}Belt-shaped metal nanostructure and its manufacturing method {METAL NANOSTRUCTURE HAVING BELT-LIKE SHAPE AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 벨트 형상을 갖는 금속 나노 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 우수한 촉매 활성을 갖는 촉매 등의 제공을 가능케 하는 벨트 형상을 갖는 금속 나노 구조체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal nanostructure having a belt shape and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a metal nanostructure having a belt shape that enables the provision of a catalyst and the like having excellent catalytic activity and a method for producing the same.

나노 물질은 크기 단위가 마이크로 미터 수준에 못 미치는 물질을 지칭하는 것으로, 기존 물질에 비해 표면적이 매우 넓고 표면 에너지가 상대적으로 높은 특징을 갖는다. 이러한 넓은 표면적과 높은 표면 에너지는 그 물질의 물성에 크게 영향을 주어, 기존에 알려진 해당 물질과는 매우 다른 특성을 갖게 된다. Nanomaterials refer to materials whose size unit is less than the micrometer level, and are characterized by having a very large surface area and relatively high surface energy compared to existing materials. This large surface area and high surface energy greatly affect the physical properties of the material, which is very different from the known material.

예를 들어, 은(Ag) 나노 입자의 경우 직경에 따라 녹는점이 크게 달라져 20 nm 정도의 직경에서 200~300℃ 정도의 녹는점을 나타낼 수 있는데, 이는 기존에 알려진 은(Ag)의 녹는점인 약 960.5℃와는 큰 차이를 보이는 것이다. 또한, 화합물 반도체 물질의 일종인 CdTe의 경우 나노 입자 상태에서 입자 크기가 1nm씩만 달라지더라도 이로부터 나타나는 형광의 색깔이 크게 달라진다는 점이 널리 알려져 있다. For example, in the case of silver (Ag) nanoparticles, the melting point varies greatly depending on the diameter, and thus may represent a melting point of about 200 to 300 ° C. at a diameter of about 20 nm, which is a known melting point of silver (Ag). The difference is about 960.5 ° C. In addition, in the case of CdTe, which is a kind of compound semiconductor material, it is widely known that the color of fluorescence generated therefrom varies greatly even when the particle size is only changed by 1 nm in the nanoparticle state.

이와 같이, 동일 성분으로 이루어진 나노 물질이라 하더라도, 입자의 크기 또는 형상 등에 따라, 해당 성분의 결정 크기, 표면적, 색깔 또는 결정면의 분포 등이 모두 다르게 나타나는 것으로 예측될 수 있으며, 이 때문에, 입자의 크기 또는 형상 등이 서로 다른 나노 물질은, 이들이 동일 성분으로 이루어지더라도 서로 전혀 다른 특성을 나타내는 것으로 기대될 수 있다. As such, even in the case of nanomaterials made of the same component, it may be expected that the crystal size, surface area, color, or distribution of the crystal surface of the corresponding component appear differently depending on the size or shape of the particle, and thus, the size of the particle Alternatively, nanomaterials having different shapes and the like may be expected to exhibit completely different characteristics even if they are made of the same component.

이 때문에, 나노 물질의 원하는 특성을 얻기 위해, 나노 물질의 크기, 형상 또는 조성 등을 제어하여 제조하는 것은 매우 중요하다. For this reason, in order to obtain desired characteristics of the nanomaterial, it is very important to control the size, shape or composition of the nanomaterial and to prepare the same.

한편, 금속은 뛰어난 열 전도도 및 전기 전도도를 가질 뿐 아니라, 다양한 촉매 활성 및 높은 강도를 가지기 때문에, 산업적으로 매우 중요한 소재이다. 특히, 이러한 금속을 나노 물질로서 얻는 경우, 기존 금속 물질이 갖는 한계를 극복하고 새로운 물성 등을 나타낼 수 있기 때문에, 최근 들어 금속 나노 물질에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다. Metals, on the other hand, are of great industrial importance because they not only have excellent thermal and electrical conductivity, but also have various catalytic activities and high strength. In particular, in the case of obtaining such a metal as a nanomaterial, since it is possible to overcome the limitations of existing metal materials and exhibit new physical properties, researches on metal nanomaterials have been made in recent years.

이들 금속 나노 물질 중에서도 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 이리듐(Ir) 또는 로듐(Rh) 등의 귀금속을 함유하는 나노 물질 또는 나노 구조체는 우수한 촉매 및 센서 활성을 나타내기 때문에, 각종 반응 공정이나 연료 전지 또는 센서 등에 촉매로서 광범위하게 사용되고 있다. Among these metal nanomaterials, nanomaterials or nanostructures containing precious metals such as platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), cobalt (Co), iridium (Ir) or rhodium (Rh) are excellent catalysts and sensors. Since it shows activity, it is used extensively as a catalyst in various reaction processes, fuel cells, sensors, etc.

그런데, 이러한 귀금속 함유 나노 물질 등의 활성은 이를 이루는 촉매 활성 물질(예를 들어, 귀금속 성분)의 조성이나, 반응물과 상호 작용할 수 있는 촉매 활성 물질의 표면적, 혹은 촉매 활성 물질의 결정 구조, 결정 크기 또는 촉매 표면에 드러난 촉매 활성 물질의 결정면 등에 따라 크게 달라질 수 있다. However, the activity of such a noble metal-containing nanomaterial, such as the composition of the catalytically active material (for example, noble metal component), the surface area of the catalytically active material that can interact with the reactants, or the crystal structure, crystal size of the catalytically active material Or it may vary greatly depending on the crystal plane of the catalytically active material exposed on the surface of the catalyst.

그러나, 이전에 알려진 귀금속 함유 나노 물질 또는 나노 구조체의 경우, 대부분 입자 형상을 띠거나 와이어와 같은 1차원 형상을 띠는 것으로서, 촉매 활성 물질(예를 들어, 귀금속 성분)의 함유량을 일정 수준 이상으로 증가시키지 않고는, 반응물과 상호 작용 가능한 촉매 활성 물질의 표면적을 증가시키는데 한계가 있었다. 이 때문에, 상기 귀금속 함유 나노 물질 등의 우수한 촉매 활성을 확보하는데 한계가 있었다. However, in the case of previously known noble metal-containing nanomaterials or nanostructures, most of them have a particle shape or a one-dimensional shape such as wire, and the content of the catalytically active material (for example, the noble metal component) is higher than a certain level. Without increasing, there has been a limit to increasing the surface area of catalytically active materials that can interact with the reactants. For this reason, there was a limit in ensuring the excellent catalytic activity, such as the said noble metal containing nanomaterial.

또한, 이전에 알려진 귀금속 함유 나노 물질 또는 나노 구조체는 그 형상이 갖는 한계 등으로 인해 상기 촉매 활성 물질(예를 들어, 귀금속 성분)의 특정 결정면을 선택적으로 촉매 표면에 드러내는데 있어서도 한계가 있었던 것이 사실이다. In addition, the fact that previously known noble metal-containing nanomaterials or nanostructures had limitations in selectively revealing specific crystal faces of the catalytically active material (e.g., noble metal components) on the surface of the catalyst due to limitations in their shape. to be.

이 때문에, 대체로 고가인 촉매 활성 물질의 함유량을 일정 수준 이상으로 증가시키지 않고는 상기 귀금속 함유 나노 물질 등의 촉매 활성을 우수하게 하기 어려웠으며, 이로 인해, 보다 우수한 활성을 갖는 촉매를 경제적, 효율적으로 얻는데 한계가 있었다.For this reason, it is difficult to make excellent catalyst activity of the said noble metal containing nanomaterials, etc., without increasing the content of the catalytically active material which is generally expensive more than a predetermined level, and therefore, it is economically and efficiently There was a limit to gain.

이에 본 발명은 촉매 활성 물질의 작은 함유량으로도 촉매 활성 물질의 넓은 표면적 등을 구현하여 우수한 촉매 활성을 갖는 촉매 등의 제공을 가능케 하는 벨트 형상을 갖는 금속 나노 구조체를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention provides a metal nanostructure having a belt shape that enables the provision of a catalyst having excellent catalytic activity by realizing a large surface area of the catalytically active material even with a small content of the catalytically active material.

본 발명은 또한 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 단순하고도 용이하게 제조할 수 있는 금속 나노 구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention also provides a method for producing a metal nanostructure that can simply and easily produce the belt-shaped metal nanostructure.

이에 본 발명은 나노 스케일의 두께와, 두께보다 큰 폭과, 폭보다 큰 길이를 갖는 벨트 형상을 띠고 있으며, 제 1 금속 및 전도성 고분자를 포함하는 금속 나노벨트; 및 상기 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제 2 금속을 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 제공한다. Accordingly, the present invention has a belt shape having a nanoscale thickness, a width greater than the thickness, and a length greater than the width, the metal nanobelt including the first metal and the conductive polymer; And a second metal bonded to one or both planes of the metal nanobelt defined by the width and length.

또한, 본 발명은 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염을 반응시켜 금속 나노벨트를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노벨트를 제 2 금속의 염과 반응시키는 단계를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of reacting the salt of the conductive polymer and the first metal to form a metal nano belt; And it provides a belt-shaped metal nanostructure manufacturing method comprising the step of reacting the metal nano belt with a salt of a second metal.

본 발명은 또한, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 포함하는 촉매를 제공한다.
The present invention also provides a catalyst comprising the belt-shaped metal nanostructure.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 벨트 형상의 금속 나노 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 촉매 등에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a belt-shaped metal nanostructure, a manufacturing method thereof, a catalyst including the same, and the like according to a specific embodiment of the present invention will be described.

명시적인 다른 기재가 없는 한, 본 명세서 전체에서 사용되는 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의된다. Unless expressly stated otherwise, some terms used throughout this specification are defined as follows.

본 명세서 전체에서, ＂금속 나노벨트＂는 금속 및 전도성 고분자를 포함하면서, 평면상으로 보아, 어느 한쪽 방향으로 벨트와 같이 길게 연결된 형상을 띄고 있는 나노 구조체를 지칭한다. 상기 벨트 형상으로 길게 연결된 방향으로 상기 ＂금속 나노벨트＂의 한쪽 끝에서 반대 쪽 끝까지의 최장 직선 거리를 ＂길이＂로 정의할 수 있고, 평면 상에서, ＂길이＂ 방향과 수직하는 방향으로 상기 ＂금속 나노벨트＂의 한쪽 끝에서 반대 쪽 끝까지의 최장 직선 거리를 ＂폭＂으로 정의할 수 있다. 또한, 상기 ＂길이＂ 방향과 ＂폭＂ 방향이 이루는 평면과 수직하는 방향으로, 벨트 형상을 띄고 있는 금속 나노벨트의 상면과 하면 사이의 최장 직선 거리를 ＂두께＂로 정의할 수 있다. 이러한 금속 나노벨트는 길이, 폭 또는 두께의 하나 이상, 적어도 두께가 나노 스케일의 크기를 가지며, 길이가 폭에 비해 큰 값을 가지고, 폭이 두께에 비해 큰 값을 가짐에 따라, 얇은 두께의 직사각형 또는 이와 유사한 다각형 등의 도형이 띠와 같이 길게 연결된 벨트 형상을 띄는 것이다. Throughout this specification, the “metal nano belt” refers to a nano structure including a metal and a conductive polymer, and having a long connection shape such as a belt in either direction in plan view. The longest straight distance from one end to the other end of the “metal nano belt” in the long connected direction in the belt shape may be defined as the length “,”, and in the plane, the “metal” in a direction perpendicular to the “length” direction The longest straight distance from one end of the nanobelt to the other can be defined as the width. In addition, the longest straight distance between the upper surface and the lower surface of the belt-shaped metal nanobelt in the direction perpendicular to the plane formed by the ＂length＂ direction and the ＂width＂ direction can be defined as ＂thickness＂. Such metal nanobelts have a thickness of at least one of length, width, or thickness, at least the thickness of which is nanoscale in size, the length of which is greater than the width, and the width of which is greater than the thickness, so that the thinner rectangular Or similar figures such as polygons have a belt shape connected long like a belt.

또한, 본 명세서 전체에서, ＂(벨트 형상의) 금속 나노 구조체＂라 함은, 상술한 금속 나노벨트와 함께, 이러한 금속 나노벨트 상에 결합된 다른 금속을 포함하는 나노 구조체를 지칭한다. 이러한 ＂(벨트 형상의) 금속 나노 구조체＂에서, 상기 다른 금속은 금속 나노벨트에 포함된 금속과 다른 종류의 것으로 될 수 있다. In addition, throughout this specification, the term "belt-shaped" metal nanostructure refers to a nanostructure including other metals bonded on the metal nanobelt together with the above-described metal nanobelt. In such a “belt-shaped” metal nanostructure, the other metal may be of a different kind from the metal included in the metal nanobelt.

그리고, 상기 금속 나노벨트가 ＂실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않는다＂고 함은 상기 금속 나노벨트에 포함된 ＂금속＂이 산화되지 않은 상태로 존재하여 금속 나노벨트가 금속 산화물을 전혀 포함하지 않거나, 그 제조 과정 또는 사용 과정 중에 불가피하게 미량의 금속, 예를 들어, 금속 나노벨트의 중량에 대해 약 1 중량% 미만, 구체적으로 약 0.5 중량% 미만, 보다 구체적으로 0중량% 이상 0.1 중량% 미만의 미량의 금속만이 산화되어 금속 나노벨트가 이에 대응하는 미량의 금속 산화물만을 포함하는 경우를 지칭할 수 있다. In addition, the metal nanobelt `` substantially does not contain a metal oxide '' means that the `` metal ＂'' included in the metal nanobelt is not oxidized so that the metal nanobelt does not contain any metal oxide, Unavoidably less than about 1% by weight, specifically less than about 0.5% by weight, more specifically 0% by weight to less than 0.1% by weight, relative to the weight of trace metals, for example metal nanobelts, during the manufacturing or use thereof. It may refer to the case where only a trace of the metal is oxidized such that the metal nanobelt includes only the corresponding trace of the metal oxide.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 ＂포함＂, ＂함유＂ 또는 ＂가진다＂고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소의 추가를 제한하지 않고 임의의 다른 구성요소가 더 추가될 수 있는 것을 의미한다.
In addition, when a part is said to "include,""contain" or "contain" a certain element, this does not restrict the addition of other elements unless specifically stated otherwise, and any other element may be added. It means you can.

한편, 발명의 일 구현예에 따라, 나노 스케일의 두께와, 두께보다 큰 폭과, 폭보다 큰 길이를 갖는 벨트 형상을 띠고 있으며, 제 1 금속 및 전도성 고분자를 포함하는 금속 나노벨트; 및 상기 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제 2 금속을 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 제공된다. On the other hand, according to one embodiment of the invention, a metal nanobelt having a belt shape having a thickness of the nanoscale, a width greater than the thickness, and a length greater than the width, the first metal and the conductive polymer; And a second metal bonded to one or both planes of the metal nanobelt defined by the width and length.

본 발명자들의 연구 결과, 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염을 반응시키는 반응 공정을 통해 전도성 고분자 상에서 제 1 금속이 환원, 배열 및 결합되면서 소정의 금속 나노벨트가 형성될 수 있고, 이러한 금속 나노벨트를 상기 제 1 금속과는 상이한 제 2 금속의 염과 반응시켜 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면(이러한 평면은 금속 나노벨트의 폭 및 길이에 의해 정의되는 상면 또는 하면으로 될 수 있다.)에 제 2 금속이 결합된 신규한 구조의 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 얻어질 수 있음이 밝혀졌다. As a result of the researches of the present inventors, a metal nanobelt may be formed as the first metal is reduced, arranged, and bonded on the conductive polymer through a reaction process of reacting a conductive polymer with a salt of the first metal. Reacted with a salt of a second metal different from the first metal to react one or both planes of the metal nanobelt (the plane may be the top or bottom surface defined by the width and length of the metal nanobelt). It has been found that a belt-shaped metal nanostructure of a novel structure in which two metals are bonded can be obtained.

이러한 금속 나노 구조체는 기본적으로 금속 나노벨트를 포함하는데, 이러한 금속 나노벨트는 이전에 알려진 입자 형상 또는 1차원 형상의 나노 구조체와는 달리, 일정 수준 이상의 폭을 가지면서 길게 연결되어 벨트와 같은 2차원 형상을 갖는 것이며, 이와 동시에, 적어도 두께가 나노 스케일의 크기를 갖기 때문에 금속 나노 물질로서의 특성을 갖는 것이다. 이러한 금속 나노벨트의 형태적 특성으로 인해, 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 제 2 금속이 결합된 일 구현예의 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 이하에 설명하는 촉매 또는 도전성 나노 성분 등으로의 다양한 유용성을 가질 수 있다. Such metal nanostructures basically include metal nanobelts, which, unlike previously known particulate or one-dimensional nanostructures, are long and have a certain level of width and are connected two-dimensional like a belt. It has a shape, and at the same time, it has characteristics as a metal nanomaterial because at least the thickness has a nanoscale size. Due to the morphological characteristics of the metal nanobelt, the belt-shaped metal nanostructure of the embodiment in which the second metal is bonded on one or both planes of the metal nanobelt is transferred to the catalyst or conductive nanocomponent described below. It can have a variety of usefulness.

상기 금속 나노 구조체가 금속 나노벨트에 결합된 제 2 금속으로서 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 코발트(Co) 또는 루테늄(Ru) 등의 귀금속(촉매 활성을 나타내는 물질)을 포함하는 경우, 이러한 촉매 활성 물질(즉, 귀금속)은 금속 나노벨트의 넓은 표면, 즉, 금속 나노벨트의 넓은 폭에 의해 정의되는 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 균일하게 결합될 수 있다. 따라서, 이전에 알려진 입자 형상 또는 1차원 형상의 귀금속 나노 구조체에 비해 작은 양의 촉매 활성 물질을 포함시키더라도, 상기 금속 나노벨트의 넓은 평면에 결합된 촉매 활성 물질의 대부분이 상기 금속 나노 구조체의 표면으로 드러나게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 나노 구조체에서 촉매 활성 물질의 함유량을 줄이더라도, 반응물과 접촉하여 상호 작용할 수 있는 촉매 활성 물질의 표면적을 더욱 증가시킬 수 있으므로, 상기 금속 나노 구조체는 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. Precious metals (catalytic activity) such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co) or ruthenium (Ru) as the second metal bonded to the metal nanobelt Material, i.e., the catalytically active material (i.e., noble metal) may be uniformly bonded on one or both planes defined by the wide surface of the metal nanobelt, i.e. the wide width of the metal nanobelt. . Thus, even though it contains a small amount of catalytically active material compared to the previously known particulate or one-dimensional noble metal nanostructures, most of the catalytically active material bound to the wide plane of the metal nanobelt is the surface of the metal nanostructure. Can be exposed. Accordingly, even if the content of the catalytically active material in the metal nanostructure is reduced, the surface area of the catalytically active material that can interact with the reactant can be further increased, so that the metal nanostructure can exhibit better catalytic activity. .

또한, 이하에서 더욱 상세히 설명하겠지만, 상기 금속 나노 구조체의 제조 과정에서는, 제 1 금속 또는 제 2 금속의 특정 결정면이 주로 전도성 고분자와 결합하면서 금속 나노 벨트 및 이를 포함한 금속 나노 구조체를 형성하게 된다. 이러한 특정 결정면은 제 1 금속 또는 제 2 금속의 금속 나노 결정의 결정면들 중에서, 전도성 고분자와의 캡핑 에너지(capping energy)의 절대값이 큰 결정면으로 될 수 있다. 이러한 원리를 이용하면, 전도성 고분자와 제 2 금속의 종류를 적절히 제어하는 등의 방법으로, 제 2 금속의 특정 결정면이 선택적으로 금속 나노벨트 상에 결합된 형태로서 금속 나노 구조체를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 방법으로 제 2 금속의 일정 결정면(예를 들어, 금속 나노벨트 상에 결합된 특정 결정면과 반대 측의 일정 결정면)이 상기 금속 나노 구조체 표면으로 선택적으로 드러나도록 제어할 수 있다. In addition, as will be described in more detail below, in the manufacturing process of the metal nanostructure, the specific crystal surface of the first metal or the second metal is mainly combined with the conductive polymer to form a metal nano belt and a metal nanostructure including the same. This particular crystal plane may be a crystal plane having a large absolute value of capping energy with the conductive polymer among the crystal planes of the metal nanocrystals of the first metal or the second metal. Using this principle, the metal nanostructure can be obtained as a form in which a specific crystal plane of the second metal is selectively bonded onto the metal nanobelt by a method such as appropriately controlling the types of the conductive polymer and the second metal. In this way, it is also possible to control such that a certain crystal plane of the second metal (eg, a crystal plane opposite to a specific crystal plane bound on the metal nanobelt) is selectively exposed to the metal nanostructure surface.

따라서, 상기 금속 나노 구조체는 우수한 촉매 활성을 주로 나타내는 제 2 금속(예를 들어, 귀금속과 같은 촉매 활성 물질)의 일정 결정면이 표면에 선택적으로 드러난 형태로 제공될 수 있으므로, 촉매 활성 물질의 낮은 함유량으로도 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. 그러므로, 이러한 금속 나노 구조체는 촉매 활성 물질의 낮은 함유량으로도 뛰어난 활성을 나타내는 다양한 촉매의 제공을 가능케 한다. Thus, the metal nanostructures may be provided in a form in which a predetermined crystal plane of a second metal (for example, a catalytically active material such as a noble metal) that mainly exhibits excellent catalytic activity may be provided in a form that is selectively exposed on the surface, so that a low content of the catalytically active material In addition, it can exhibit better catalytic activity. Therefore, such metal nanostructures make it possible to provide various catalysts which exhibit excellent activity even with a low content of catalytically active material.

한편, 상기 제 2 금속으로서 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 또는 구리(Cu)와 같은 고전도성 금속을 사용하는 경우, 각종 도전성 패턴 또는 도전막을 형성하기 위한 용도 등으로도 상기 금속 나노 구조체를 바람직하게 사용할 수 있다. 이전에는 금속 나노 입자를 포함하는 도전성 잉크를 기판 상에 인쇄하고 고온 소성을 통해 입자들을 연결하여 도전성 패턴 등을 형성하였으나, 상기 일 구현예의 금속 나노 구조체는 그 자체로 일정 수준 이상의 폭 및 길이를 갖는 벨트 형태로 연결되어 우수한 도전성을 나타낼 수 있다. 따라서, 이러한 금속 나노 구조체를 포함하는 도전성 잉크를 인쇄하면, 별도의 고온 소성 없이도 우수한 도전성을 나타내는 도전성 패턴 또는 도전막을 형성할 수 있다. On the other hand, in the case of using a highly conductive metal such as gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or copper (Cu) as the second metal, the above-mentioned material is also used for forming various conductive patterns or conductive films. Metal nanostructures can be preferably used. Previously, a conductive ink including metal nanoparticles was printed on a substrate and the particles were connected by high temperature firing to form a conductive pattern. However, the metal nanostructure of the embodiment has a width and length of more than a predetermined level by itself. It is connected in the form of a belt can exhibit excellent conductivity. Therefore, by printing the conductive ink containing such a metal nanostructure, it is possible to form a conductive pattern or conductive film exhibiting excellent conductivity without additional high temperature firing.

특히, 상기 고전도성 금속으로 되는 제 2 금속이 금속 나노벨트의 넓은 평면을 따라 균일하게 결합될 수 있으므로, 상기 금속 나노 구조체는 이러한 고전도성 금속의 함량이 비교적 낮은 경우에도 우수한 도전성 패턴 또는 도전막의 형성을 가능케 한다. In particular, since the second metal made of the highly conductive metal can be uniformly bonded along the wide plane of the metal nano belt, the metal nanostructure can form an excellent conductive pattern or conductive film even when the content of the highly conductive metal is relatively low. Makes it possible.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 벨트 형상의 금속 나노 구조체에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, the belt-shaped metal nanostructure according to the embodiment of the present invention will be described in more detail as follows.

상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 전도성 고분자 및 제 1 금속을 포함하는 금속 나노벨트를 포함하는데, 이러한 금속 나노벨트는 적어도 두께가 나노 스케일의 크기를 가지며, 폭이 두께보다 크고, 길이가 폭보다 크게 되어, 전체적으로 벨트 형상을 띠게 된다. 이러한 금속 나노벨트는 상기 금속 나노 구조체의 전체적인 벨트 형상을 정의하며, 그 평면 상에 후술하는 제 2 금속이 결합되어 상기 금속 나노 구조체를 이루는 것이다. The belt-shaped metal nanostructure includes a metal nanobelt including a conductive polymer and a first metal, wherein the metal nanobelt has at least a nanoscale size, a width greater than a thickness, and a length greater than a width. This results in a belt shape as a whole. The metal nanobelt defines an overall belt shape of the metal nanostructure, and the second metal, which will be described later, is combined on the plane to form the metal nanostructure.

보다 구체적으로, 상기 금속 나노벨트는 약 100 nm 이상의 길이를 가지며, 길이/폭의 비가 약 10 이상이고, 폭/두께의 비가 약 2 이상인 것으로 될 수 있다. 더욱 구체적인 예로서, 상기 금속 나노벨트는 약 100nm ~ 2000 ㎛의 길이, 바람직하게는, 약 1 ㎛ ~ 1000 ㎛의 길이, 더욱 바람직하게는, 약 2 ㎛ ~ 100 ㎛의 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 금속 나노벨트는 약 10 nm ~ 100 ㎛의 폭, 바람직하게는, 약 10 nm ~ 10 ㎛의 폭, 더욱 바람직하게는, 약 10 nm ~ 2 ㎛의 폭을 가질 수 있다. 그리고, 상기 금속 나노벨트는 약 5 ~ 500 nm의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는, 약 5 ~ 300 nm의 두께, 더욱 바람직하게는, 약 5 ~ 250 nm의 두께를 가질 수 있다. More specifically, the metal nanobelt may have a length of about 100 nm or more, a length / width ratio of about 10 or more, and a width / thickness ratio of about 2 or more. As a more specific example, the metal nanobelt may have a length of about 100 nm to 2000 μm, preferably about 1 μm to 1000 μm, and more preferably about 2 μm to 100 μm. In addition, the metal nanobelt may have a width of about 10 nm to 100 μm, preferably, about 10 nm to 10 μm, and more preferably about 10 nm to 2 μm. In addition, the metal nano belt may have a thickness of about 5 to 500 nm, preferably, about 5 to 300 nm, and more preferably, about 5 to 250 nm.

또한, 상기 금속 나노벨트는 길이/폭의 비가 약 10 내지 20000으로 될 수 있고, 바람직하게는 약 10 내지 1000, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 200으로 될 수 있다. 또한, 상기 금속 나노벨트의 폭/두께의 비는 약 2 내지 6000으로 될 수 있고, 바람직하게는 약 3 내지 500, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 50으로 될 수 있다. In addition, the metal nanobelt may have a length / width ratio of about 10 to 20000, preferably about 10 to 1000, more preferably about 10 to 200. In addition, the ratio of the width / thickness of the metal nanobelt may be about 2 to 6000, preferably about 3 to 500, more preferably about 3 to 50.

이와 같이, 상기 금속 나노벨트는 비교적 넓은 폭을 가지며 최소 100 nm에서 100 ㎛ 이상, 최대 2000 ㎛에 이르는 길이로 연결된 벨트 형상을 가질 수 있으므로, 이전에 알려진 입자 또는 1차원 형상의 나노 구조체에 비해 넓은 표면적을 가질 수 있다. 따라서, 이미 상술한 바와 같이, 이러한 금속 나노벨트를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 비교적 낮은 제 2 금속(촉매 활성을 나타내는 귀금속 또는 고전도성 금속)의 함유량 하에서도 우수한 특성을 나타내는 촉매 또는 도전성 패턴 등의 제공을 가능케 한다. As such, the metal nanobelt has a relatively wide width and may have a belt shape connected to a length ranging from at least 100 nm to at least 100 μm and up to 2000 μm. It may have a surface area. Thus, as already mentioned above, the belt-shaped metal nanostructures including such metal nanobelts have a catalyst or conductive pattern that exhibits excellent properties even under relatively low content of the second metal (noble metal or highly conductive metal exhibiting catalytic activity). It is possible to provide such as.

또한, 상기 금속 나노벨트는 기본적으로 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응을 통해 형성되는데, 이들 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 정도 등을 조절하여 상기 금속 나노벨트의 스케일(즉, 길이, 폭 또는 두께)을 다양하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 금속 나노벨트를 포함하는 금속 나노 구조체를 특성을 용이하게 조절하여 다양한 촉매 또는 도전성 패턴 등을 제공할 수 있게 된다. In addition, the metal nanobelt is basically formed through the reaction between the conductive polymer and the salt of the first metal, and the scale (ie, length and width) of the metal nanobelt is controlled by controlling the degree of reaction between the conductive polymer and the salt of the first metal. Or thickness) can be adjusted in various ways. Accordingly, the metal nanostructure including the metal nanobelt may be easily adjusted to provide various catalysts or conductive patterns.

그리고, 상기 금속 나노벨트는 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않을 수 있다. 이때, ＂실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않는다＂ 함이 의미하는 바는 이미 설명한 바와 같다. 이하에서도 설명하는 바와 같이, 상기 금속 나노벨트는 상온 및 상압이나 이에 준하는 낮은 온도 및 압력 하에서 제 1 금속의 염 및 전도성 고분자의 반응에 의해 형성될 수 있으므로, 고온 반응 공정 등에 의해 야기되는 금속의 산화가 최소화된 상태로 제공될 수 있다. 따라서, 이러한 금속 나노벨트는 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않고, 금속 자체 및 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 금속 나노벨트 및 이를 포함하는 금속 나노 구조체는 보다 우수한 도전성 등을 나타내어 도전성 패턴의 형성 등을 위해 더욱 유용하게 사용될 수 있다. The metal nano belt may not substantially include metal oxide. In this case, the meaning of “it does not substantially contain a metal oxide” is as described above. As will be described below, the metal nanobelt may be formed by the reaction of the salt of the first metal and the conductive polymer at room temperature and atmospheric pressure or a similarly low temperature and pressure, and thus oxidation of the metal caused by a high temperature reaction process or the like. May be provided in a minimized state. Thus, such metal nanobelts are substantially free of metal oxides, and may include metals themselves and conductive polymers. For this reason, the metal nanobelt and the metal nanostructure including the same may exhibit more excellent conductivity, and thus may be more usefully used for formation of a conductive pattern.

이하에서 더욱 상세히 설명하겠지만, 상기 금속 나노벨트는 전도성 고분자와 제 1 금속의 염을 반응시키는 공정을 통해, 전도성 고분자 상에서 제 1 금속을 환원 및 결합시키는 방법으로 제조될 수 있다. 따라서, 상기 금속 나노벨트에 포함되는 제 1 금속으로는 전도성 고분자 상에서 환원 가능한 임의의 금속을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 또는 구리(Cu) 등을 사용할 수 있다. As will be described in more detail below, the metal nanobelt may be prepared by a method of reducing and bonding the first metal on the conductive polymer through a process of reacting the conductive polymer with a salt of the first metal. Therefore, any metal that can be reduced on the conductive polymer may be used as the first metal included in the metal nanobelt, for example, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or copper (Cu). Etc. can be used.

또, 상기 금속 나노벨트는 상기 전도성 고분자 상에 금속이 배열되면서 형성되기 때문에, 복수의 금속 성분이 포함되어 이중 일부가 금속 나노벨트의 골격 또는 기본적 주형 등을 이룰 필요가 없으며, 상기 금속 나노벨트가 단일 금속 성분만을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 금속으로는 단일 종의 금속이 사용될 수 있다. 이 때문에, 적용 분야에 적합한 단일한 금속 성분만을 포함하는 금속 나노벨트를 용이하게 얻을 수 있고, 이러한 금속 나노벨트를 포함하는 금속 나노 구조체의 특성을 조절하여 촉매 또는 도전성 패턴 등의 다양한 분야에 보다 적합하게 적용할 수 있다.In addition, since the metal nano belt is formed while the metal is arranged on the conductive polymer, a plurality of metal components are included so that some of the metal nano belts do not need to form a skeleton or a basic mold of the metal nano belt. It may contain only a single metal component. That is, a single species of metal may be used as the first metal. For this reason, a metal nanobelt including only a single metal component suitable for an application field can be easily obtained, and the properties of the metal nanostructure including the metal nanobelt can be adjusted to be more suitable for various fields such as a catalyst or a conductive pattern. Can be applied.

그리고, 상기 금속 나노벨트에 포함되는 전도성 고분자로는, 상기 제 1 금속의 염과 반응하여 제 1 금속과 결합할 수 있고 우수한 전도성을 나타내는 임의의 고분자를 사용할 수 있다. 이러한 전도성 고분자의 예로는 폴리피롤, 폴리아닐린 또는 폴리티오펜이나 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. As the conductive polymer included in the metal nanobelt, any polymer that can react with a salt of the first metal to bond with the first metal and exhibit excellent conductivity may be used. Examples of such conductive polymers include polypyrrole, polyaniline or polythiophene or copolymers thereof.

한편, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 상술한 금속 나노벨트와 함께, 이의 한쪽 또는 양쪽 평면(이러한 금속 나노벨트의 평면은 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노벨트의 상면 또는 하면으로 될 수 있다.) 상에 결합된 제 2 금속을 포함한다. On the other hand, the belt-shaped metal nanostructure together with the above-described metal nano belt, one or both planes thereof (the plane of such a metal nano belt may be the top or bottom surface of the metal nano belt defined by the width and length. ) And a second metal bonded on).

이러한 제 2 금속은 환원된 금속 형태로서 금속 나노 벨트에 포함된 전도성 고분자 등에 물리적 또는 화학적으로 결합될 수 있다. 이러한 제 2 금속은 도 1a에 도시된 일 실시예의 금속 나노 구조체와 같이, 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 나노 스케일의 두께를 갖는 금속층의 형태로서 결합될 수도 있지만, 도 1b에 도시된 다른 실시예와 같이, 금속 나노 입자의 형태로서 결합될 수도 있다. The second metal may be physically or chemically bonded to a conductive polymer included in the metal nano belt as a reduced metal form. This second metal may be combined in the form of a metal layer having a nanoscale thickness on one or both planes of the metal nanobelt, such as the metal nanostructure of one embodiment shown in FIG. 1A, but shown in FIG. 1B. As with other embodiments, they may be combined in the form of metal nanoparticles.

이러한 제 2 금속의 결합 형태의 조절을 통해서도 상기 금속 나노 구조체의 특성을 다양하게 제어할 수 있게 되며, 이러한 금속 나노 구조체를 다양한 분야에 적합하게 적용할 수 있게 된다. Through the control of the bonding form of the second metal, various characteristics of the metal nanostructure can be controlled, and the metal nanostructure can be suitably applied to various fields.

또한, 상기 제 2 금속으로는 상기 금속 나노 구조체의 적용 용도에 따라, 일반적인 귀금속 또는 고전도성 금속 등을 별다른 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 나노 구조체를 촉매로서 사용하고자 하는 경우, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 코발트(Co) 또는 루테늄(Ru) 등의 1종 이상이나, 이들의 합금을 사용할 수도 있으며, 상기 금속 나노 구조체를 도전성 패턴 등의 형성을 위해 사용하고자 하는 경우, 금(Au) 및/또는 은(Ag)의 1종 이상이나, 이들의 합금을 사용할 수 있다. 또, 상기 제 2 금속으로 2종 이상의 금속을 사용하는 경우, 이들 금속은 상기 금속 나노 벨트 상에 복합층, 다중층, 합금층, 금속 입자 또는 합금 입자 등의 어떠한 형태로도 결합될 수 있으며, 이러한 결합 형태의 조절을 통해서도 다양한 기능 및 유용성을 갖는 금속 나노 구조체의 제공이 가능해 진다. In addition, as the second metal, a general noble metal or a highly conductive metal may be used without particular limitation, depending on the application of the metal nanostructure. For example, when the metal nanostructure is to be used as a catalyst, at least one of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co), or ruthenium (Ru) However, these alloys may be used, and when the metal nanostructure is to be used for formation of a conductive pattern, at least one of gold (Au) and / or silver (Ag), or an alloy thereof may be used. have. In addition, when using two or more kinds of metals as the second metal, these metals may be combined in any form such as a composite layer, multilayer, alloy layer, metal particles or alloy particles on the metal nano belt, Through the control of the binding form, it is possible to provide metal nanostructures having various functions and usefulness.

상술한 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 금속 나노 벨트에 여러 가지 제 2 금속을 결합시켜 다양한 기능을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 고전도성 금속을 제 2 금속으로 사용하는 경우, 상기 금속 나노 구조체를 포함하는 도전성 잉크를 고분자, 유리 또는 금속 등으로 이루어진 임의의 기질 또는 기판 상에 인쇄한 후, 고온 소성 등을 진행하지 않더라도 우수한 도전성을 나타내는 각종 도전성 패턴 또는 도전막 등의 전도성 필름을 형성할 수 있다. 특히, 고전도성 금속의 비교적 낮은 함유량으로도 이러한 특성을 나타낼 수 있고, 고온 소성의 필요성이 없어 어떠한 재질로 된 기판에도 적용되어 다양한 도전성 패턴 또는 도전막을 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 금속 나노 구조체는 PDP 또는 LCD 등의 각종 표시 장치, 반도체 소자 또는 태양전지 등에 포함되는 다양한 전도성 필름, 예를 들어, 각종 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름 등의 다양한 도전막 또는 도전성 패턴을 형성하기 위해 바람직하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 금속 나노 구조체는 제 2 금속의 종류에 따라 우수한 열 전도성을 나타낼 수도 있으므로, 다양한 열전도성 필름을 형성하기 위해 적용될 수도 있다. As described above, the belt-shaped metal nanostructure according to the embodiment of the present invention may exhibit various functions by coupling various second metals to the metal nanobelt. For example, in the case of using a highly conductive metal as the second metal, the conductive ink including the metal nanostructure is printed on an arbitrary substrate or substrate made of polymer, glass, or metal, and then subjected to high temperature baking. Even if it does not, conductive films, such as various conductive patterns or an electrically conductive film which show the outstanding electroconductivity, can be formed. In particular, this property can be exhibited even with a relatively low content of the highly conductive metal, and there is no need for high temperature firing so that it can be applied to a substrate made of any material to form various conductive patterns or conductive films. Accordingly, the metal nanostructures form various conductive films included in various display devices such as PDPs or LCDs, semiconductor devices, solar cells, and the like, for example, various conductive films or conductive patterns such as various electrodes, wirings, or electromagnetic shielding films. It can be preferably applied to. In addition, since the metal nanostructure may exhibit excellent thermal conductivity according to the type of the second metal, it may be applied to form various thermally conductive films.

또, 촉매 활성을 나타내는 귀금속 등을 제 2 금속으로 사용하는 경우, 상술한 금속 나노 구조체를 산화/환원 반응 등의 각종 반응 촉매, 연료 전지용 촉매 또는 전기 화학적 센서용 촉매 등으로도 매우 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 상기 금속 나노 구조체는 귀금속과 같은 촉매 활성 물질의 함유량이 비교적 낮은 상태에서도 촉매 활성 물질의 넓은 표면적을 구현할 수 있고, 금속 나노 구조체 표면으로 드러나는 귀금속 등의 일정 결정면의 넓이를 극대화할 수 있다. 따라서, 상기 금속 나노 구조체는 보다 우수한 활성을 나타내는 다양한 촉매를 제공할 수 있게 한다. In the case of using a noble metal or the like exhibiting catalytic activity as the second metal, the above-described metal nanostructures can be suitably applied to various reaction catalysts such as oxidation / reduction reactions, catalysts for fuel cells, or catalysts for electrochemical sensors. Can be. In particular, the metal nanostructure can realize a large surface area of the catalytically active material even in a state where the content of the catalytically active material such as a noble metal is relatively low, and can maximize the width of a predetermined crystal surface such as the noble metal exposed to the surface of the metal nanostructure. Therefore, the metal nanostructure makes it possible to provide various catalysts showing better activity.

상술한 금속 나노 구조체를 포함하는 도전성 잉크, 도전성 패턴, 전도성 필름, 열전도성 필름 또는 촉매 등의 구성은 당업자에게 자명하게 알려진 통상적인 구성에 따를 수 있으므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The configuration of the conductive ink, the conductive pattern, the conductive film, the thermal conductive film, or the catalyst including the above-described metal nanostructures may be in accordance with conventional configurations that will be apparent to those skilled in the art, and thus detailed description thereof will be omitted. .

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법이 제공된다. 이러한 금속 나노 구조체의 제조 방법은 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염을 반응시켜 금속 나노벨트를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노벨트를 제 2 금속의 염과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the invention, there is provided a method of manufacturing the above-described belt-shaped metal nanostructure. The method for producing a metal nanostructure may include forming a metal nanobelt by reacting a salt of a conductive polymer and a first metal; And reacting the metal nanobelt with a salt of a second metal.

본 발명자들의 실험 결과, 상기 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염을 반응시키는 반응 공정을 통해 제 1 금속 및 전도성 고분자를 포함하는 상술한 금속 나노벨트가 제조될 수 있고, 이를 다시 제 2 금속의 염과 반응시켜 상술한 일 구현예에 따른 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 제조될 수 있음이 밝혀졌다. As a result of the experiments of the present inventors, the above-described metal nanobelt including the first metal and the conductive polymer may be manufactured through a reaction process of reacting the salt of the conductive polymer and the first metal, and again, the salt of the second metal and It was found that the belt-shaped metal nanostructures according to the above-described embodiment may be prepared by the reaction.

먼저, 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 공정을 거치게 되면, 전도성 고분자 상에서 상대적으로 높은 환원 전위를 갖는 제 1 금속이 이의 염으로부터 환원되어, 전도성 고분자 상에 배열 및 결합되면서 상기 금속 나노벨트가 제조될 수 있다. 다시 말해서, 상기 전도성 고분자를 매개로 금속이 환원되면서 그 결과 형성된 미세 금속 입자들이 전도성 고분자 상에 넓은 폭을 갖는 벨트 형상으로 길게 연결되어 상기 금속 나노벨트가 제조될 수 있는 것이다. First, when the reaction process of the salt of the conductive polymer and the first metal, the first metal having a relatively high reduction potential on the conductive polymer is reduced from the salt thereof, the metal nano belt is arranged and bonded on the conductive polymer Can be prepared. In other words, as the metal is reduced through the conductive polymer, the resulting fine metal particles are long connected in a belt shape having a wide width on the conductive polymer so that the metal nano belt can be manufactured.

이러한 금속 나노벨트가 형성되는 비제한적 원리를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The non-limiting principle of forming such a metal nano belt is described in more detail as follows.

상기 반응 공정에서는, 제 1 금속이 환원된 후에 그 금속 나노 결정의 특정 결정면에 전도성 고분자가 결합하면서 상기 제 1 금속의 금속 나노 결정의 높은 표면 에너지를 안정화시키게 된다. 이러한 안정화 에너지를 캡핑 에너지(capping energy)라고 하는데, 이러한 캡핑 에너지는 전도성 고분자의 종류, 제 1 금속의 종류, 그 금속 나노 결정 또는 결정면의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 이러한 캡핑 에너지의 절대값이 클수록 전도성 고분자가 금속 나노 결정의 결정면에 결합하여 그 표면 에너지를 보다 안정화시킬 수 있으므로, 상기 전도성 고분자는 제 1 금속의 금속 나노 결정의 결정면들 중에서도, 전도성 고분자와의 캡핑 에너지의 절대값이 가장 큰 특정 결정면에 결합하게 된다. In the reaction step, the conductive polymer is bonded to a specific crystal surface of the metal nanocrystal after the first metal is reduced to stabilize the high surface energy of the metal nanocrystal of the first metal. This stabilization energy is called capping energy, and the capping energy may vary depending on the type of the conductive polymer, the type of the first metal, the type of the metal nanocrystal, or the crystal surface. In addition, the greater the absolute value of the capping energy, the more the conductive polymer is bonded to the crystal surface of the metal nanocrystals to stabilize the surface energy, the conductive polymer, among the crystal surfaces of the metal nanocrystal of the first metal, The absolute value of the capping energy of is bound to the largest crystallographic surface.

이러한 원리로 상기 제 1 금속의 특정 결정면이 주로 전도성 고분자와 결합하면서 다른 결정면의 방향으로 제 1 금속이 전도성 고분자 상에 배열될 수 있고, 그 결과, 상기 금속 나노벨트가 형성될 수 있다. On this principle, the first metal can be arranged on the conductive polymer in the direction of the other crystal surface while the specific crystal plane of the first metal is mainly bonded with the conductive polymer, and as a result, the metal nanobelt can be formed.

특히, 이러한 반응 공정에서는 고온 및 고압의 반응 조건이 요구되지 않고 반응물이 상온 및 상압의 분산액 상태에서 단일 단계로 반응하므로, 상기 금속 나노벨트가 단순한 과정을 통해 제조될 수 있고, 더 나아가, 후술하는 바와 같이, 상온, 상압 혹은 이에 준하는 낮은 온도 및 압력에서 쉽게 제조될 수 있다. In particular, in this reaction process, the reaction conditions of high temperature and high pressure are not required, and the reactants react in a single step in a dispersion state of normal temperature and normal pressure, so that the metal nanobelt may be manufactured through a simple process, and further described below. As such, it can be readily prepared at room temperature, atmospheric pressure or equivalent low temperature and pressure.

한편, 상술한 반응 공정을 통해 금속 나노벨트를 제조한 후, 이를 제 2 금속의 염과 반응시키면, 제 2 금속의 염이 금속 나노벨트 상에서 환원되면서, 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽의 평면 상에 제 2 금속이 배열 및 결합될 수 있으며, 이러한 반응 공정의 결과 상술한 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 제조될 수 있다. Meanwhile, after the metal nanobelt is manufactured through the above-described reaction process, and reacted with the salt of the second metal, the salt of the second metal is reduced on the metal nanobelt, and on one or both planar surfaces of the metal nanobelt. The second metal may be arranged and bonded to, and as a result of this reaction process, the above-described belt-shaped metal nanostructure may be manufactured.

이러한 제 2 금속의 염과의 반응 단계에서도, 상술한 캡핑 에너지 등의 영향으로 제 2 금속의 특정 결정면이 주로 전도성 고분자 또는 이를 포함한 금속 나노벨트와 결합할 수 있으며, 이에 따라, 제 2 금속의 일정 결정면이 표면에 선택적으로 드러난 형태로 상기 금속 나노 구조체가 제조될 수 있다. Even in the reaction with the salt of the second metal, the specific crystal surface of the second metal may be mainly bonded to the conductive polymer or the metal nanobelt including the same by the above-described capping energy. The metal nanostructure may be manufactured in a form in which a crystal plane is selectively exposed on a surface.

이미 상술한 바와 같이, 이러한 특성을 이용하면 우수한 촉매 활성과 주로 관련된 제 2 금속(예를 들어, 귀금속과 같은 촉매 활성 물질)의 일정 결정면이 표면에 선택적으로 드러난 금속 나노 구조체를 제조할 수 있으므로, 이러한 금속 나노 구조체가 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다. As already mentioned above, this property enables the fabrication of metal nanostructures in which a certain crystal plane of a second metal (e.g., a catalytically active material such as a noble metal), which is mainly related to good catalytic activity, is selectively exposed on the surface, Such metal nanostructures may exhibit better catalytic activity.

한편, 상술한 제조 방법에서, 상기 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염의 반응 단계는 약 0 내지 70℃의 온도 및 약 1 내지 2 기압의 압력에서, 약 0.1 시간 내지 60일 동안 진행될 수 있으며, 바람직하게는 약 1 내지 65℃의 온도 및 상압(약 1 기압)에서, 약 5 시간 내지 14일 동안 진행될 수 있다. 상기 반응 단계를 상온 및 상압 하에서 진행하거나, 이에 준하는 비교적 낮은 온도 및 압력에서 진행함에 따라, 상기 전도성 고분자 상에서 제 1 금속이 서서히 균일하게 환원 및 배열되면서 금속 나노벨트가 적절히 제조될 수 있다. 이와 달리, 반응 온도 또는 압력을 너무 낮게 하는 경우 등에는, 금속 나노벨트가 제대로 형성되지 못할 수 있다. 또한, 반응 온도 또는 압력을 지나치게 높게 하는 경우 등에는, 전도성 고분자와 금속염의 반응 속도가 지나치게 빨라짐에 따라, 전도성 고분자 상에 금속이 균일하게 배열 및 결합되기 어렵게 되고 표면 에너지 안정화에 따른 전도성 고분자의 결정면에 대한 캡핑(capping) 효과가 감소된다. 이 때문에, 금속 또는 전도성 고분자가 서로 뭉치게 되어, 벨트 형상의 금속 나노벨트보다 다른 형상의 나노 구조체, 예를 들어, 구형의 금속 나노 입자들이 보다 많이 형성될 수 있으므로, 금속 나노벨트의 수율이 낮아질 수 있다. On the other hand, in the above-described manufacturing method, the reaction step of the salt of the conductive polymer and the first metal may be performed for about 0.1 hours to 60 days at a temperature of about 0 to 70 ℃ and pressure of about 1 to 2 atm, preferably Can proceed for about 5 hours to 14 days at a temperature of about 1 to 65 ℃ and atmospheric pressure (about 1 atmosphere). As the reaction step proceeds at room temperature and atmospheric pressure, or at a relatively low temperature and pressure, the metal nanobelt may be appropriately prepared while gradually reducing and arranging the first metal on the conductive polymer. On the contrary, when the reaction temperature or pressure is made too low, the metal nano belt may not be properly formed. In addition, when the reaction temperature or pressure is excessively high, the reaction rate between the conductive polymer and the metal salt becomes too fast, making it difficult to uniformly arrange and bond metals on the conductive polymer, and the crystal plane of the conductive polymer due to surface energy stabilization. The effect of capping on is reduced. Because of this, the metal or the conductive polymer may be agglomerated with each other, and thus, more nanostructures of different shapes, for example, spherical metal nanoparticles may be formed than the belt-shaped metal nanobelts, resulting in low yield of the metal nanobelts. Can be.

또한, 상기 금속 나노벨트와 제 2 금속의 염의 반응 단계는 약 0 내지 100℃의 온도 및 약 1 내지 2 기압의 압력에서, 약 1초 내지 60일 동안 진행할 수 있고, 바람직하게는 약 1 내지 70℃의 온도 및 약 1 내지 2 기압(예를 들어, 약 1 기압의 상압)의 압력에서, 약 1분 내지 14일 동안 진행할 수 있다. 이러한 조건 하에 상기 반응 단계를 진행함에 따라, 금속 나노벨트의 평면 상에 제 2 금속이 적절히 결합된 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 높은 수율로 얻을 수 있다. 다만, 이러한 반응 조건을 적절히 조절하여, 금속 나노벨트에 대한 제 2 금속의 결합 정도 혹은 결합 형태를 조절할 수 있으며, 이러한 반응 조건의 조절은 당업자에게 자명하다. In addition, the reaction of the metal nanobelt with the salt of the second metal may proceed for about 1 second to 60 days at a temperature of about 0 to 100 ℃ and pressure of about 1 to 2 atm, preferably about 1 to 70 At a temperature of < RTI ID = 0.0 > C < / RTI > As the reaction step proceeds under these conditions, a belt-shaped metal nanostructure in which the second metal is appropriately bonded onto the plane of the metal nanobelt may be obtained in high yield. However, by appropriately adjusting the reaction conditions, it is possible to control the degree of bonding or binding form of the second metal to the metal nanobelt, the control of these reaction conditions will be apparent to those skilled in the art.

그리고, 상기 금속 나노벨트의 형성을 위한 반응 단계에서는, 전도성 고분자와 제 1 금속의 염이 혼합된 분산액을 형성한 후, 이러한 분산액을 일정 온도 및 압력 하에서 유지함으로서 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 단계를 진행할 수 있다. 이러한 반응 단계 진행 후, 금속 나노벨트의 분산액에 제 2 금속의 염을 가하여 일정 온도 및 압력 하에 유지함으로서, 제 2 금속의 염과의 반응 단계를 진행할 수 있으며, 그 결과 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻을 수 있다. In the reaction step for forming the metal nanobelt, after forming a dispersion mixture of the conductive polymer and the salt of the first metal, the dispersion of the salt of the conductive polymer and the first metal is maintained by maintaining the dispersion at a predetermined temperature and pressure. The reaction step can proceed. After the reaction step proceeds, by adding a salt of the second metal to the dispersion of the metal nano belt and maintaining at a constant temperature and pressure, the reaction step with the salt of the second metal can be carried out, as a result of which the belt-shaped metal nanostructure You can get it.

이러한 제조 방법에서 사용 가능한 전도성 고분자, 제 1 금속 및 제 2 금속의 종류에 관해서는 이미 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Since the types of the conductive polymer, the first metal, and the second metal that can be used in the manufacturing method are already described above, further detailed description thereof will be omitted.

또한, 상기 제 1 금속 또는 제 2 금속의 염으로는, 이전부터 금속 나노 입자 등을 형성하기 위한 전구체로서 사용되던 통상적인 형태의 염을 별다른 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 금속 또는 제 2 금속의 염으로는, 이들 금속의 질산염, 황산염, 아세트산염, 할로겐화염, 탄산염, 락트산염, 시안화염, 시안산염 또는 술폰산염 등을 사용할 수 있다. In addition, as the salt of the first metal or the second metal, a salt of a conventional form, which has been used as a precursor for forming metal nanoparticles and the like, can be used without particular limitation. For example, as the salt of the first metal or the second metal, nitrates, sulfates, acetates, halogenated salts, carbonates, lactates, cyanide salts, cyanates, sulfonates and the like of these metals can be used.

보다 구체적으로, 제 1 또는 제 2 금속으로 은(Ag)을 사용하는 경우, 상기 제 1 또는 제 2 금속의 염으로는 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산은(Ag(CH3COO))이나, 불화은(AgF), 염화은(AgCl), 브롬화은(AgBr) 또는 요오드화은(AgI)의 할로겐화은, 시안화은(AgCN), 시안산은(AgOCN), 락트산은(Ag(CH3CHOHCOO)), 탄산은(Ag2CO3), 과염소산은(AgClO4), 삼불화아세트산은(Ag(CF3COO)) 또는 삼불화메틸술폰산은(Ag(CF3SO3)) 등을 사용할 수 있고, 제 1 또는 제 2 금속으로 백금(Pt)과 같은 귀금속을 사용하는 경우, K2PtCl4 등을 사용할 수 있다. More specifically, when silver (Ag) is used as the first or second metal, the salt of the first or second metal may be silver nitrate (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), or silver acetate (Ag). (CH 3 COO)), silver fluoride (AgF), silver chloride (AgCl), silver bromide (AgBr) or silver iodide (AgI), silver halides, silver cyanide (AgCN), silver cyanate (AgOCN), silver lactate (Ag (CH 3 CHOHCOO) ), Silver carbonate (Ag 2 CO 3 ), silver perchlorate (AgClO 4 ), silver trifluoroacetic acid (Ag (CF 3 COO)) or methyl trifluoride (Ag (CF 3 SO 3 )). In the case of using a noble metal such as platinum (Pt) as the first or second metal, K 2 PtCl 4 may be used.

다만, 위에서 예시된 염 이외에도 제 1 금속 또는 제 2 금속의 다양한 형태의 염을 사용할 수 있음은 물론이다. However, in addition to the salts exemplified above, various types of salts of the first metal or the second metal may be used.

그리고, 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 단계 또는 금속 나노벨트와 제 2 금속의 염의 반응 단계에서는, 이들 각 반응물만을 반응시킬 수도 있지만, 이들 중 한 단계 이상을 환원제의 존재 하에 진행할 수도 있다. In the reaction step of the conductive polymer and the salt of the first metal or the reaction step of the salt of the metal nanobelt and the second metal, only each of these reactants may be reacted, but one or more of these may be performed in the presence of a reducing agent.

상기 제 1 금속의 환원 전위가 비교적 낮은 경우, 환원제의 존재 하에 전도성 고분자와 제 1 금속의 염을 반응시키면, 전도성 고분자 상에서 제 1 금속을 보다 효과적으로 환원시켜 반응이 빨라지고 수율이 보다 높아질 수 있다. 이에 따라, 금속 나노벨트를 보다 용이하게 높은 수율로 얻을 수 있다. When the reduction potential of the first metal is relatively low, when the conductive polymer and the salt of the first metal are reacted in the presence of a reducing agent, the first metal may be more effectively reduced on the conductive polymer, thereby speeding up the reaction and increasing the yield. Thereby, a metal nano belt can be obtained more easily in a high yield.

또한, 제 2 금속의 염과의 반응 단계의 경우에도, 제 2 금속의 환원 전위가 금속 나노벨트에 포함된 각 성분에 비해 비교적 낮은 경우, 환원제의 존재 하에 진행할 수 있다. 이에 따라, 제 2 금속을 보다 용이하게 환원시켜 금속 나노벨트에 결합시킬 수 있고, 적절한 특성을 갖는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 보다 높은 수율로 얻을 수 있다. In addition, even in the reaction step with the salt of the second metal, when the reduction potential of the second metal is relatively low compared to each component included in the metal nanobelt, it can proceed in the presence of a reducing agent. Accordingly, the second metal can be more easily reduced and bonded to the metal nanobelt, and a belt-shaped metal nanostructure having appropriate properties can be obtained with higher yield.

각 반응 단계에서 사용 가능한 환원제의 종류는 제 1 또는 제 2 금속의 종류에 따라 달라질 수 있고, 해당 제 1 또는 제 2 금속의 염을 환원시킬 수 있도록, 이러한 염 또는 이에 대응하는 금속 이온보다 표준 환원 전위가 낮은 것을 선택해 사용할 수 있다. 이러한 환원제의 보다 구체적인 예로는, 히드라진, 아스코르브산, 하이드로퀴논, 레소시놀 또는 카토콜 등의 다가페놀계 화합물; 트리에틸아민과 같은 아민계 화합물; 디메틸아미노피리딘과 같은 피리딘계 화합물; 포름알데히드와 같은 알데히드계 화합물 또는 에틸렌글리콜 등의 다가알코올계 화합물이나 이들 중에 선택된 2 종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 다만, 이외에도 제 1 또는 제 2 금속의 종류에 따라 다양한 환원제를 사용할 수 있음은 물론이다. The type of reducing agent available in each reaction step may vary depending on the type of the first or second metal, and can be reduced to a standard reduction of these salts or their corresponding metal ions so that the salts of the first or second metal can be reduced. It is possible to select and use a low potential. More specific examples of such reducing agents include polyhydric phenol compounds such as hydrazine, ascorbic acid, hydroquinone, resorcinol or catocol; Amine-based compounds such as triethylamine; Pyridine-based compounds such as dimethylaminopyridine; Aldehyde compounds such as formaldehyde or polyhydric alcohol compounds such as ethylene glycol, and mixtures of two or more selected from them. However, besides, various reducing agents may be used depending on the type of the first or second metal.

그리고, 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 단계 또는 금속 나노벨트와 제 2 금속의 염의 반응 단계는 물, 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 에틸렌글리콜, 포름아미드 (HCONH2), 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸술폭사이드 (DMSO), N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 용매 또는 하나 이상의 혼합 용매 내에서 진행될 수 있다. The reaction of the conductive polymer with the salt of the first metal or the reaction of the metal nanobelt with the salt of the second metal may include water, alcohol, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethylene glycol, formamide (HCONH 2 ), and dimethyl. It may proceed in a solvent selected from the group consisting of formamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP) or one or more mixed solvents.

예를 들어, 폴리아닐린과 같은 수용성 전도성 고분자의 경우, 이를 물에 분산시키고 이 분산액에 제 1 금속의 염을 첨가하여 금속 나노벨트의 형성을 위한 반응 단계를 진행할 수 있으며, 이렇게 형성된 금속 나노벨트를 물 또는 기타 다양한 용매에 분산시키고 제 2 금속의 염을 첨가하여 이후의 반응 단계를 진행할 수 있다. 또한, 각 전도성 고분자와 제 1 또는 제 2 금속의 염의 종류에 따라, 위에서 나열되거나 이전에 알려진 다양한 용매를 사용해 반응물의 분산액을 얻고 각 반응 단계를 진행할 수 있다. For example, in the case of a water-soluble conductive polymer such as polyaniline, it may be dispersed in water and a salt of the first metal may be added to the dispersion to proceed with the reaction step for forming the metal nanobelt, and the formed metal nanobelt may be water. Alternatively, it may be dispersed in various other solvents and a salt of the second metal may be added to proceed with the subsequent reaction step. In addition, depending on the type of salt of each conductive polymer and the first or second metal, various solvents listed above or previously known may be used to obtain a dispersion of the reactants and to proceed with each reaction step.

이때, 상기 제 1 또는 제 2 금속의 염은 고체 상태로 가할 수도 있고 용액 상태로 만든 후 첨가할 수도 있다. 이렇게 얻은 각 분산액을 상술한 온도 및 압력 조건 하에 일정 시간 이상 유지하면, 상기 분산액 내에서 금속 나노벨트 및 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 각각 형성될 수 있다. 이들 각 반응 공정에서 반응물의 첨가 순서나 분산액의 형성 방법 및 혼합 순서 등은 통상적인 범위 안에서 당업자에게 자명하게 변경될 수 있음은 물론이다.In this case, the salt of the first or second metal may be added in a solid state or added after being made in a solution state. When the dispersion thus obtained is maintained for a predetermined time or more under the above-described temperature and pressure conditions, the metal nanobelt and the belt-shaped metal nanostructure may be respectively formed in the dispersion. In each of these reaction steps, the order of addition of the reactants, the method of forming the dispersion, the order of mixing, and the like can be obviously changed to those skilled in the art within a conventional range.

상술한 방법으로 제조된 벨트 형상의 금속 나노 구조체는 용매와 혼합되어 인쇄 가능한 도전성 잉크 조성물로 제공되거나, 다양한 촉매 등으로 제공될 수 있다. The belt-shaped metal nanostructure manufactured by the above-described method may be provided as a conductive ink composition printable by mixing with a solvent, or may be provided with various catalysts and the like.

이중, 상기 도전성 잉크 조성물은 PDP 또는 LCD 등의 각종 표시 장치, 반도체 소자 또는 태양전지에 포함되는 각종 전극, 배선 또는 전자파 차폐 필름 등의 다양한 도전막 또는 도전성 패턴이나, 열전도성 필름과 같은 다양한 전도성 필름을 형성하기 위하여 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 잉크 조성물은 투명 기판 상에 인쇄되어 터치 패널에 포함되는 투명 도전막을 형성하기 위해 적용되거나, 반도체 기판의 각종 배선 패턴 또는 전극을 형성하기 위해 적용되거나, 각종 표시 장치의 각종 배선 패턴, 전극 또는 전자파 차폐 필터 등을 형성하기 위해 적용될 수 있다. 특히, 상기 도전성 잉크 조성물은 고온 소성 없이도 그 자체로 우수한 도전성을 나타내는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 포함하므로, 저온 소성이 요구되는 환경 하에서 더욱 바람직하게 적용될 수 있으며, 고온 소성이 요구되지 않음에 따라 적용 가능한 기판 종류의 한계 등을 극복할 수 있게 한다.The conductive ink composition may include various conductive films or conductive patterns such as various electrodes, wirings, or electromagnetic shielding films included in various display devices such as PDPs or LCDs, semiconductor devices, or solar cells, or various conductive films such as thermal conductive films. It can be preferably applied to form. For example, the conductive ink composition may be applied on a transparent substrate to form a transparent conductive film included in a touch panel, or may be applied to form various wiring patterns or electrodes of a semiconductor substrate, A pattern, an electrode, or an electromagnetic wave shielding filter or the like. In particular, since the conductive ink composition includes a belt-shaped metal nanostructure that exhibits excellent conductivity in itself without high temperature firing, the conductive ink composition may be more preferably applied under an environment requiring low temperature firing and is applied as a high temperature firing is not required. It is possible to overcome the limitations of possible substrate types.

또, 상기 금속 나노 구조체는 산화/환원 반응 등의 각종 반응 촉매, 연료 전지용 촉매 또는 전기 화학적 센서용 촉매 등의 다양한 촉매로서 사용될 수도 있으며, 촉매의 종류에 따라 적절한 제 2 금속을 포함할 수 있다. 이러한 금속 나노 전구체는 낮은 함량의 촉매 활성 물질을 포함하는 경우에도 상대적으로 보다 우수한 활성을 나타낼 수 있다. In addition, the metal nanostructure may be used as various catalysts such as various reaction catalysts such as oxidation / reduction reactions, catalysts for fuel cells, or catalysts for electrochemical sensors, and may include an appropriate second metal according to the type of catalyst. Such metal nano precursors may exhibit relatively better activity even when they contain a low amount of catalytically active material.

한편, 상술한 금속 나노 전구체를 포함하는 도전성 잉크 조성물 또는 촉매 등은 통상의 금속 나노 입자 또는 기타 다른 형태의 나노 구조체 대신 상기 벨트 형상의 금속 나노 전구체를 포함하는 것을 제외하고는, 당업자에게 일반적으로 알려진 도전성 잉크 조성물 또는 촉매의 구성을 가질 수 있다. Meanwhile, the conductive ink composition or the catalyst including the metal nano precursor described above is generally known to those skilled in the art, except for including the belt-shaped metal nano precursor instead of the conventional metal nano particles or other types of nano structures. It may have a configuration of a conductive ink composition or a catalyst.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 촉매 활성 물질의 함유량이 낮은 경우에도, 우수한 활성을 갖는 촉매의 제공을 가능케 하는 신규한 금속 나노 구조체 및 이의 제조 방법이 제공된다. As described above, according to the present invention, even when the content of the catalytically active material is low, there is provided a novel metal nanostructure and a method for producing the same, which make it possible to provide a catalyst having excellent activity.

또한, 이러한 금속 나노 구조체는 각종 도전성 패턴, 도전막, 열전도성 필름 등을 형성하기 위해서도 매우 유용하게 적용될 수 있다.In addition, the metal nanostructure may be very usefully applied to form various conductive patterns, conductive films, thermal conductive films, and the like.

도 1a 및 1b는 각각 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 합성예 2에서 얻어진 전도성 고분자의 solid state 탄소 NMR 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 실시예 1에서 얻어진 은 나노벨트의 SEM 이미지이다.
도 4는 실시예 1에서 얻어진 은 나노벨트의 TEM 이미지이다.
도 5는 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자를 포함하는 구조를 갖는 실시예 2의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지이다.
도 6은 상기 실시예 2의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지이다.
도 7은 상기 실시예 2의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼이다.
도 8은 상기 실시예 3의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지이다
도 9는 상기 실시예 3의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼이다.
도 10은 상기 실시예 4의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지이다
도 11은 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 팔라듐 나노 입자를 포함하는 구조를 갖는 실시예 5의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지이다
도 12는 상기 실시예 5의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼이다.
도 13은 상기 실시예 6의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지이다.
도 14는 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 금 나노 입자를 포함하는 구조를 갖는 실시예 7의 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지이다.1A and 1B are schematic views schematically showing belt-shaped metal nanostructures according to one embodiment and another embodiment of the invention, respectively.
2 shows solid state carbon NMR spectra of the conductive polymers obtained in Synthesis Example 2. FIG.
3 is an SEM image of the silver nanobelt obtained in Example 1. FIG.
4 is a TEM image of the silver nanobelt obtained in Example 1. FIG.
FIG. 5 is an SEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 2 having a structure including platinum nanoparticles bonded onto a plane of silver nanobelt. FIG.
6 is a TEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 2.
7 is an EDX spectrum of the belt-shaped metal nanostructure of Example 2.
8 is an SEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 3;
9 is an EDX spectrum of the belt-shaped metal nanostructure of Example 3.
10 is a TEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 4
FIG. 11 is an SEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 5 having a structure including palladium nanoparticles bonded onto a plane of silver nanobelt. FIG.
12 is an EDX spectrum of the belt-shaped metal nanostructure of Example 5.
FIG. 13 is a TEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 6. FIG.
FIG. 14 is a TEM image of the belt-shaped metal nanostructure of Example 7 having a structure including gold nanoparticles bonded onto a plane of silver nanobelt. FIG.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

A. 시약의 준비A. Preparation of Reagents

후술하는 은 나노벨트의 제조에 사용된 시약들은 다음과 같으며 특별한 정제 없이 구입한 상태로 사용하였다: The reagents used to prepare the silver nanobelts described below were as follows and were used as purchased without special purification:

aniline hydrochloride (Aldrich, 97%), 2-aminobenzoic acid (Aldrich, 99%), 1,3-phenylenediamine (Aldrich, 99+%), 1,3-propane sultone(Aldrich, 98%), ammonium persulfate (Acros, 98%), K2PtCl4 (Aldrich), Pd(NO3)2·2H2O (Aldrich, ~40% Pd basis), AuCl3 (Aldrich, 99%), HCl (덕산), HNO3 (덕산), AgNO3 (Acros, 99%)
aniline hydrochloride (Aldrich, 97%), 2-aminobenzoic acid (Aldrich, 99%), 1,3-phenylenediamine (Aldrich, 99 +%), 1,3-propane sultone (Aldrich, 98%), ammonium persulfate (Acros , 98%), K 2 PtCl 4 (Aldrich), Pd (NO 3 ) 2 2H 2 O (Aldrich, ˜40% Pd basis), AuCl 3 (Aldrich, 99%), HCl (Duksan), HNO 3 ( Deoksan), AgNO 3 (Acros, 99%)

B. 전도성 고분자의 합성B. Synthesis of Conductive Polymers

합성예 1. N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate의 합성 Synthesis Example 1 Synthesis of N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate

1 L 플라스크에 m-phenylenediamine 54.07 g (0.500 mol)과 1,3-propane sultone 61.07 g (0.500 mol)을 THF 500 ml에 녹이고 24시간 동안 환류 및 교반하였다. 실온으로 식히고 글라스 필터로 거른 후, THF : n-Hex 1 : 1 (v/v) 혼합 용매 1000 ml로 씻고 진공 건조하여 회청색의 분말 108.52 g (0.472 mol, 94.3% yield)을 얻었다. 이렇게 얻은 N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate 는 하기 반응식 a)의 반응결과물과 같은 화학 구조를 가지고 있었다. 54.07 g (0.500 mol) of m-phenylenediamine and 61.07 g (0.500 mol) of 1,3-propane sultone were dissolved in 500 ml of THF and refluxed and stirred for 24 hours. After cooling to room temperature and filtering with a glass filter, the mixture was washed with 1000 ml of a THF: n-Hex 1: 1 (v / v) mixed solvent and dried in vacuo to obtain 108.52 g (0.472 mol, 94.3% yield) of an off-white powder. Thus obtained N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate had the same chemical structure as the reaction product of Scheme a).

반응식 a): N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonateScheme a): N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate

Figure 112011017470522-pat00001

Figure 112011017470522-pat00001

합성예 2. P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 의 합성 Synthesis Example 2 Synthesis of P [anthranilic acid] 0.5- [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5

Anthranilic acid 3.43 g 과 합성예 1에서 얻은 N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate 5.75 g 을 0.2 M HCl 용액 300 ml과 EtOH 100 ml의 혼합 용액에 녹이고, ammonium persulfate 14.21 g 이 용해된 0.2 M HCl 용액 200 ml을 10분에 걸쳐 첨가한 후 24시간 동안 교반하였다. 이 용액을 아세톤 3.6 L 에 가하여 폴리아닐린 고분자 침전을 얻고 4000 rpm 및 1시간 조건으로 원심 분리하여 침전을 분리하였다. 이후 아세톤/0.2 M HCl 혼합용액 (6:1 v/v) 으로 3회 세척하고 건조하여 6.12 g 의 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 을 얻었다. (66.4% yield) 이렇게 얻은 폴리아닐린의 두 반복 단위의 조성비는 52:48 인 것으로 확인되었고 (solid state NMR로 분석), 중량 평균 분자량은 2830 정도 (GPC 분석)로 확인되었다. 이러한 전도성 고분자의 solid state 탄소 NMR 스펙트럼을 도 2에 도시하였다. 또, 이러한 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5의 전도성 고분자는 하기 반응식 b)의 반응결과물과 같은 화학 구조를 갖는 것으로 확인되었다.3.43 g of anthranilic acid and 5.75 g of N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate obtained in Synthesis Example 1 were dissolved in a mixed solution of 300 ml of a 0.2 M HCl solution and 100 ml of EtOH, and 14.21 g of ammonium persulfate 200 ml of a dissolved 0.2 M HCl solution was added over 10 minutes and then stirred for 24 hours. This solution was added to 3.6 L of acetone to obtain a polyaniline polymer precipitate, and the precipitate was separated by centrifugation at 4000 rpm for 1 hour. After washing three times with acetone / 0.2 M HCl solution (6: 1 v / v) and drying, 6.12 g of P [anthranilic acid] 0.5- [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate ] 0.5 was obtained. (66.4% yield) The ratio of the two repeating units of the obtained polyaniline was found to be 52:48 (analyzed by solid state NMR), and the weight average molecular weight was confirmed to be about 2830 (GPC analysis). Solid state carbon NMR spectrum of the conductive polymer is shown in FIG. 2. In addition, the conductive polymer of P [anthranilic acid] 0.5- [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5 was found to have the same chemical structure as the reaction product of Scheme b).

반응식 b): P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 Scheme b): P [anthranilic acid] 0.5- [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5

Figure 112011017470522-pat00002

Figure 112011017470522-pat00002

C. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성C. Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures

실시예 1. 은(Ag) 나노벨트의 합성 Example 1 Synthesis of Silver (Ag) Nanobelt

합성예 2에서 만들어진 전도성 고분자 P[anthranilic acid]0.5-[N-(1', 3'-phenylenediamino)-3-propane sulfonate]0.5 25 mg 과 AgNO3 100 mg 을 증류수 50 ml에 분산시키고 25℃에서 7일간 방치하였다. 바닥에 가라앉은 은 나노벨트 덩어리를 종이 필터를 이용하여 거르고 증류수 50 ml 로 씻은 후 잘 말려서 정제된 은 나노벨트 16 mg을 얻었다. Conductive polymer P [anthranilic acid] 0.5- [N- (1 ', 3'-phenylenediamino) -3-propane sulfonate] 0.5 prepared in Synthesis Example 2 and 100 mg of AgNO 3 were dispersed in 50 ml of distilled water and It was left for 7 days. The silver nanobelt lump settled on the bottom was filtered using a paper filter, washed with 50 ml of distilled water, and dried well to obtain 16 mg of purified silver nanobelt.

도 3 에 실시예 1에서 얻어진 은 나노벨트의 SEM 사진을 표시하였으며, 도 4에는 TEM 사진을 도시하였다. 이렇게 얻어진 은 나노벨트의 크기를 SEM 을 이용하여 측정한 결과, 폭 40 ~ 60 nm, 두께 10~ 20 nm, 길이 1 um 이상의 스케일(단, 폭/두께의 비 = 3 이상)을 가지는 벨트 형상을 띄고 있음을 확인하였다.
3 shows a SEM photograph of the silver nanobelt obtained in Example 1, and FIG. 4 shows a TEM photograph. As a result of measuring the size of the silver nanobelt thus obtained using SEM, a belt shape having a width of 40 to 60 nm, a thickness of 10 to 20 nm and a scale of 1 μm or more (however, ratio of width / thickness = 3 or more) was obtained. It confirmed that it was floating.

실시예 2. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자 포함) Example 2 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Platinum Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

실시예 1에서 얻은 은 나노벨트 16 mg 을 증류수 50 ml 에 분산시키고, K2PtCl4 1mM 수용액 10 ml를 가하였다. 이 용액을 상온에서 10 시간 동안 방치한 후 3000 rpm 의 속도로 10분간 원심 분리하였다. 용액을 따라내고 증류수 50 ml로 세척한 후 말려서 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지를 도 5에 도시하였으며 TEM 이미지는 도 6에 도시하였다. 또한, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼을 도 7에 도시하였다. 이러한 EDX 스펙트럼을 통해 상기 금속 나노 구조체의 조성을 분석하여 하기 표 1에 나타내었다. 16 mg of the silver nanobelt obtained in Example 1 was dispersed in 50 ml of distilled water, and 10 ml of K 2 PtCl 4 1 mM aqueous solution was added. The solution was left at room temperature for 10 hours and then centrifuged for 10 minutes at a speed of 3000 rpm. The solution was decanted and washed with 50 ml of distilled water and dried to obtain a belt-shaped metal nanostructure comprising platinum nanoparticles bound onto the plane of the silver nanobelt. The SEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 5 and the TEM image is shown in FIG. 6. In addition, the EDX spectrum of the belt-shaped metal nanostructure is shown in FIG. The composition of the metal nanostructures is analyzed through the EDX spectrum and is shown in Table 1 below.

ElementElement Weight %Weight% Atomic %Atomic% CC 3.333.33 27.2727.27 AgAg 58.6958.69 53.5653.56 PtPt 37.9837.98 19.1719.17 TotalsTotals 100.00100.00 100.00100.00

또한, 이렇게 분석된 금속 나노 구조체의 조성과, 도 5 및 6의 SEM 및 TEM 이미지를 통해, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 상기 실시예 1의 은 나노벨트의 평면 상에 백금 나노 입자가 결합된 구조를 가지고 있음을 확인하였다.
In addition, the composition of the metal nanostructures thus analyzed, and the SEM and TEM images of FIGS. 5 and 6, wherein the belt-shaped metal nanostructures are bonded with platinum nanoparticles on the plane of the silver nanobelt of Example 1. It was confirmed that it has a structure.

실시예 3. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자 포함) Example 3 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Platinum Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

K2PtCl4 1mM 수용액 대신0.1 mM 수용액을 사용한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 실험하여 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지를 도 8에 도시하였으며 EDX 스펙트럼을 도 9에 도시하였다. 이러한 EDX 스펙트럼을 통해 상기 금속 나노 구조체의 조성을 분석하여 하기 표 2에 나타내었다.
The same experiment as in Example 2 was carried out except that 0.1 mM aqueous solution was used instead of K 2 PtCl 4 1 mM aqueous solution to obtain a belt-shaped metal nanostructure including platinum nanoparticles bound on the plane of the silver nanobelt. The SEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 8 and the EDX spectrum is shown in FIG. 9. The composition of the metal nanostructure is analyzed through the EDX spectrum and is shown in Table 2 below.

ElementElement Weight %Weight% Atomic %Atomic% CC 4.344.34 29.4229.42 AgAg 91.0491.04 68.6668.66 PtPt 4.614.61 1.921.92 TotalsTotals 100.00100.00 100.00100.00

또한, 이렇게 분석된 금속 나노 구조체의 조성과, 도 8 의 SEM 이미지를 통해, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 상기 실시예 1의 은 나노벨트의 평면 상에 백금 나노 입자가 결합된 구조를 가지고 있음을 확인하였다.In addition, the composition of the metal nanostructures thus analyzed, and the SEM image of Figure 8, the belt-shaped metal nanostructure has a structure in which the platinum nanoparticles are bonded on the plane of the silver nanobelt of Example 1 It was confirmed.

실시예 4. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자 포함) Example 4 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Platinum Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

K2PtCl4 1mM 수용액 대신0.01 mM 수용액을 사용한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 실험하여 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 백금 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지를 도 10에 도시하였다. 도 10 의 TEM 이미지를 통해, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 상기 실시예 1의 은 나노벨트의 평면 상에 백금 원자가 코팅된 구조를 가지고 있음을 확인하였다.
The same experiment as in Example 2 was conducted except that a 0.01 mM aqueous solution was used instead of a 1 mM aqueous solution of K 2 PtCl 4 to obtain a belt-shaped metal nanostructure including platinum nanoparticles bound on the plane of the silver nanobelt. The TEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 10. From the TEM image of FIG. 10, it was confirmed that the belt-shaped metal nanostructure had a structure in which platinum atoms were coated on the plane of the silver nanobelt of Example 1.

실시예 5. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 팔라듐 나노 입자 포함) Example 5 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Palladium Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

실시예 1에서 얻은 은 나노벨트 16 mg 을 증류수 50 ml 에 분산시키고, Pd(NO3)2·2H2O 1mM 수용액 10 ml를 가하였다. 이 용액을 상온에서 10 시간 동안 방치한 후 3000 rpm 의 속도로 10분간 원심 분리하였다. 용액을 따라내고 증류수 50 ml로 세척한 후 말려서 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 팔라듐 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 SEM 이미지는 도 11에 도시하였다. 또한, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 EDX 스펙트럼을 도 12에 도시하였다. 이러한 EDX 스펙트럼을 통해 상기 금속 나노 구조체의 조성을 분석하여 하기 표 3에 나타내었다. 16 mg of the silver nanobelt obtained in Example 1 was dispersed in 50 ml of distilled water, and 10 ml of an aqueous Pd (NO 3 ) 2 · 2H 2 O 1 mM solution was added thereto. The solution was left at room temperature for 10 hours and then centrifuged for 10 minutes at a speed of 3000 rpm. The solution was decanted, washed with 50 ml of distilled water, and dried to obtain a belt-shaped metal nanostructure comprising palladium nanoparticles bound onto the plane of the silver nanobelt. The SEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 11. In addition, the EDX spectrum of the belt-shaped metal nanostructure is shown in FIG. 12. The composition of the metal nanostructures is analyzed through the EDX spectrum and is shown in Table 3 below.

ElementElement Weight %Weight% Atomic %Atomic% CC 15.4215.42 53.8753.87 AgAg 76.7076.70 29.8429.84 PdPd 1.961.96 0.770.77 OO 5.915.91 15.5215.52 TotalsTotals 100.00100.00 100.00100.00

실시예 6. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 팔라듐 나노 입자 포함) Example 6 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Palladium Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

Pd(NO3)2·2H2O 1mM 수용액 대신0.01 mM 수용액을 사용한 것 외에는 실시예 5와 동일하게 실험하여 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 팔라듐 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지를 도 13에 도시하였다. 도 13 의 TEM 이미지를 통해, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 상기 실시예 1의 은 나노벨트의 평면 상에 팔라듐 나노 입자가 결합된 구조를 가지고 있음을 확인하였다.
A belt-shaped metal nanostructure including palladium nanoparticles bonded on the plane of the silver nanobelt was tested in the same manner as in Example 5 except that 0.01 mM aqueous solution was used instead of Pd (NO 3 ) 2 · 2H 2 O 1 mM aqueous solution. Got it. A TEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 13. Through the TEM image of FIG. 13, it was confirmed that the belt-shaped metal nanostructure had a structure in which palladium nanoparticles were bonded on the plane of the silver nanobelt of Example 1.

실시예 7. 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 합성(은 나노벨트의 평면 상에 결합된 금 나노 입자 포함) Example 7 Synthesis of Belt-shaped Metal Nanostructures (Including Gold Nanoparticles Bonded on a Plane of Silver Nanobelt)

Pd(NO3)2·2H2O 1 mM 수용액 대신 AuCl3 0.01 mM 수용액을 사용한 것 외에는 실시예 5와 동일하게 실험하여 은 나노벨트의 평면 상에 결합된 금 나노 입자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체를 얻었다. 이렇게 얻어진 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 TEM 이미지를 도 14에 도시하였다. 도 14 의 TEM 이미지를 통해, 상기 벨트 형상의 금속 나노 구조체가 상기 실시예 1의 은 나노벨트의 평면 상에 금 나노 입자가 결합된 구조를 가지고 있음을 확인하였다. Pd (NO 3) 2 · 2H 2 O 1 mM aqueous solution instead of AuCl 3 0.01 mM aqueous solution except that in the same manner as in Example 5 an experiment by the metal belt-shaped comprising a gold nanoparticle bound to the nano-belt plane The nanostructure was obtained. The TEM image of the belt-shaped metal nanostructure thus obtained is shown in FIG. 14. From the TEM image of FIG. 14, it was confirmed that the belt-shaped metal nanostructure had a structure in which gold nanoparticles were bonded on the plane of the silver nanobelt of Example 1.

Claims (17)

나노 스케일의 두께와, 두께보다 큰 폭과, 폭보다 큰 길이를 갖는 벨트 형상을 띠고 있으며, 제 1 금속 및 전도성 고분자를 포함하는 금속 나노벨트; 및
상기 폭 및 길이에 의해 정의되는 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 결합되어 있는 제 2 금속을 포함하고,
상기 제 1 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고,
상기 제 2 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 코발트(Co) 및 루테늄(Ru)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금이며,
상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속은 서로 상이한 벨트 형상의 금속 나노 구조체.

A metal nanobelt having a belt shape having a thickness of the nanoscale, a width greater than the thickness, and a length greater than the width, the metal nanobelt comprising a first metal and a conductive polymer; And
A second metal bonded on one or both planes of the metal nanobelt defined by the width and length,
The first metal is a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and copper (Cu),
The second metal is selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co) and ruthenium (Ru). At least one metal or an alloy thereof,
The belt-shaped metal nanostructure of the first metal and the second metal are different from each other.

제 1 항에 있어서, 상기 금속 나노벨트는 100 nm 이상의 길이를 가지며, 길이/폭의 비가 10 이상이고, 폭/두께의 비가 2 이상인 벨트 형상의 금속 나노 구조체.
The belt-shaped metal nanostructure of claim 1, wherein the metal nanobelt has a length of 100 nm or more, a length / width ratio of 10 or more, and a width / thickness ratio of 2 or more.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 나노벨트는 100 nm ~ 2000 ㎛의 길이, 10 nm ~ 100 ㎛의 폭 및 5 nm ~ 500 nm의 두께를 갖는 벨트 형상의 금속 나노 구조체.
The belt-shaped metal nanostructure of claim 1, wherein the metal nanobelt has a length of 100 nm to 2000 μm, a width of 10 nm to 100 μm, and a thickness of 5 nm to 500 nm.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 금속은 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 나노 스케일의 두께를 갖는 금속층의 형태로 결합되어 있는 벨트 형상의 금속 나노 구조체.The belt-shaped metal nanostructure of claim 1, wherein the second metal is bonded in the form of a metal layer having a nanoscale thickness on one or both planes of the metal nanobelt. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 금속은 상기 금속 나노벨트의 한쪽 또는 양쪽 평면 상에 금속 나노 입자의 형태로 결합되어 있는 벨트 형상의 금속 나노 구조체.
The belt-shaped metal nanostructure of claim 1, wherein the second metal is bonded in the form of metal nanoparticles on one or both planes of the metal nanobelt.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속 나노벨트는 금속산화물을 1중량% 미만으로 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체.
The belt-shaped metal nanostructure of claim 1, wherein the metal nanobelt comprises less than 1 wt% of metal oxide.
전도성 고분자 및 제 1 금속의 염을 반응시켜 금속 나노벨트를 형성하는 단계; 및
상기 금속 나노벨트를 제 2 금속의 염과 반응시키는 단계를 포함하고,
상기 제 1 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고,
상기 제 2 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 코발트(Co) 및 루테늄(Ru)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금이며,
상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속은 서로 상이한, 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법.
Reacting a salt of the conductive polymer and the first metal to form a metal nanobelt; And
Reacting the metal nanobelt with a salt of a second metal,
The first metal is a metal selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and copper (Cu),
The second metal is selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co) and ruthenium (Ru). At least one metal or an alloy thereof,
And the first metal and the second metal are different from each other.
제 8 항에 있어서, 상기 전도성 고분자 및 제 1 금속의 염의 반응 단계는 0 내지 70 ℃의 온도 및 1 내지 2 기압의 압력에서, 0.1 시간 내지 60 일 동안 진행하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법.
The method of claim 8, wherein the reaction of the conductive polymer and the salt of the first metal is performed at a temperature of 0 to 70 ° C. and a pressure of 1 to 2 atmospheres for 0.1 hour to 60 days. .
제 8 항에 있어서, 상기 금속 나노벨트 및 제 2 금속의 염의 반응 단계는 0 내지 100 ℃의 온도 및 1 내지 2 기압의 압력에서, 1초 내지 60 일 동안 진행하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법.
The method of claim 8, wherein the reaction of the salt of the metal nanobelt and the second metal is a belt-shaped metal nanostructures proceeding for 1 second to 60 days at a temperature of 0 to 100 ℃ and a pressure of 1 to 2 atmospheres Way.
삭제delete 제 8 항에 있어서, 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 고분자를 포함하는 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법.
The method of claim 8, wherein the conductive polymer comprises at least one polymer selected from the group consisting of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and copolymers thereof.
제 8 항에 있어서, 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 단계 또는 금속 나노벨트와 제 2 금속의 염의 반응 단계 중 한 단계 이상은 환원제의 존재 하에 진행되며, 상기 환원제는 레소시놀 및 카토콜을 포함하는 다가페놀계 화합물, 트리에틸아민을 포함하는 아민계 화합물, 디메틸아미노피리딘을 포함하는 피리딘계 화합물, 포름알데히드를 포함하는 알데히드계 화합물, 및 에틸렌글리콜을 포함하는 다가알코올계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 벨트 형상의 금속 나노 구조체의 제조 방법.
9. The method of claim 8, wherein at least one of the step of reacting the conductive polymer with the salt of the first metal or the step of reacting the metal nanobelt with the salt of the second metal proceeds in the presence of a reducing agent, wherein the reducing agent is a resorcinol and a cartocol. A group consisting of a polyhydric phenol compound, a amine compound including triethylamine, a pyridine compound including dimethylaminopyridine, an aldehyde compound including formaldehyde, and a polyhydric alcohol compound including ethylene glycol Method for producing a belt-shaped metal nanostructure which is at least one selected from.
삭제delete 제 8 항에 있어서, 상기 전도성 고분자와 제 1 금속의 염의 반응 단계 또는 금속 나노벨트와 제 2 금속의 염의 반응 단계는 물, 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 에틸렌글리콜, 포름아미드 (HCONH2), 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸술폭사이드 (DMSO), N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군에서 선택되는 용매 또는 하나 이상의 혼합 용매 내에서 진행되는 벨트 형상 금속 나노 구조체의 제조 방법.
The method of claim 8, wherein the reaction of the conductive polymer with the salt of the first metal or the reaction of the metal nanobelt with the salt of the second metal comprises water, alcohol, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethylene glycol, formamide (HCONH). 2 ) a belt running in one or more mixed solvents or a solvent selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP) Method for producing a shaped metal nanostructure.
제 1 항의 벨트 형상 금속 나노 구조체를 포함하는 촉매.
A catalyst comprising the belt-shaped metal nanostructure of claim 1.
제 16 항에 있어서, 산화 반응 촉매, 환원 반응 촉매, 연료 전지용 촉매 또는 전기 화학 센서용 촉매로 사용되는 촉매.The catalyst according to claim 16, which is used as an oxidation reaction catalyst, a reduction reaction catalyst, a fuel cell catalyst or a catalyst for an electrochemical sensor.
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